KR101826746B1 - 선박용 추진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물이 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있는 선박용 추진장치를 제안한다. 본 발명에 의하면, 엔진의 동력을 전달하기 위한 구동축(8)과, 상기 구동축과 연결되어 회전하는 임펠러(12), 상기 임펠러와 연결되어 회전하는 테일샤프트(14)를 구비하는 선박용 추진장치에 대하여, 상기 테일샤프트(14)의 선단부에 결합되어 연동하는 회전자(32)와; 상기 테일샤프트(14)의 외측면에 끼워져서 연동하고, 상기 회전자와 상대 위치가 정해진 상태로 지지되는 슬리브(34); 상기 슬리브(34)의 후단부에 설치되는 베어링(52)을 개재한 상태로 테일샤프트의 외측 부분에 지지되는 고정자(42); 상기 회전자의 내측에 설치되는 회전자 씰링(36); 상기 고정자의 내측에 설치되는 고정자 씰링(44); 그리고 상기 고정자 씰링을 회전자 씰링 측으로 탄성 지지하는 탄성부재를 설치한다. 그리고 회전자 씰링(36)과 고정자 씰링(44)의 서로 마주 보는 단부는 접촉 상태로 지지되고, 상기 슬리브에 의하여 동축 상의 배열을 유지할 수 있다. 여기서 회전자 씰링과 슬리브는 일체로 성형되는 것이 바람직하다.

Description

선박용 추진장치{An impelling device for a vessel}

본 발명은 선박용 추진장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 추진기를 구성하고 있는 회전자와 고정자 사이를 통하여 물이 침투하는 것을 방지할 수 있도록 구성되는 추진장치에 관한 것이다.

일반적으로 소형 선박의 추진장치의 하나로써 스크류 이외에 관체 내부에 설치되는 임펠러를 이용하는 추진장치가 널리 사용되고 있다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 선체에 부착되는 추진장치(10)는, 선박의 내측에 설치되는 선내부분(A)과 선박의 외측에 위치하는 선외부분(B)으로 구성된다. 이러한 추진장치(10)의 케이싱(4)의 내부에는 유체의 통로(2)가 형성되어 있고, 이러한 통로(2)에 설치되어 있는 블레이드(6)의 회전에 의하여 해상에서 추진력이 발생하게 된다.

이와 같은 블레이드(6)는 엔진에서의 동력이 전달되고 있는 구동축(8)에 의하여 회전하게 된다. 즉 구동축(8)의 회전은 임펠러(12)를 회전시킬 수 있도록 연결되어 있고, 상기 임펠러(12)은 테일샤프트(14)와 연결되어 있다. 그리고 상기 테일샤프트(14)는, 추진체 케이싱(4)에 고정되어 있는 내부케이싱(11)에 의하여 회전이 지지되도록 구성되고 있다.

여기서 도 2는 도 1의 부분 확대도이고, 테일샤프트(14)의 회전 및 지지 구조를 도시하고 있다. 도 1 및 도 2를 같이 참고하면서 해당 부분을 더욱 상세하게 살펴보면, 추진체 케이싱(4)의 내부에 설치되어 있는 테일샤프트(14)는 세트스크류를 이용하여 회전자(15)와 결합되어 있다. 그리고 추진체 케이싱(4)과 연결되는 내부케이싱(11)은 고정자(20)와 연결된 상태로 지지되고 있다.

상기 회전자(15)의 내측에는 링 형상의 회전자 씰링(Seal ring)(16)이 설치되어 있고, 그 사이에는 방수를 위한 오링(O ring)(15a)이 개재되어 있다. 그리고 고정자(20)의 내측에는 고정자 씰링(18)이 설치되어 있고, 그 사이에는 방수를 위한 오링(19)이 개재되어 있다. 여기서 상기 회전자 씰링(16)과 고정자 씰링(18)은 서로 접촉하게 되고, 이러한 접촉면은 경면(mirror face)을 형성하고 있다.

즉, 임펠러(12)의 회전에 따라서 블레이드(6)가 추진력을 발생하게 되면, 실질적으로 회전자(15) 및 회전자 씰링(16)도 같이 회전하게 된다. 여기서 고정자(20) 및 고정자 씰링(18)은 정지된 상태를 가지게 된다. 따라서 서로 접촉한 상태인 회전자 씰링(16) 및 고정자 씰링(18)은 서로 접촉면(경면)에서 서로 접촉한 상태를 유지하게 된다. 그리고 스프링(18a)은 고정자 씰링(18)을 회전자 씰링(16) 측으로 탄성력을 인가함으로써, 그 사이에서 물이 내부로 들어오지 않도록 하고 있다.

여기서 내부케이싱(11)의 내부에는 작동유가 들어 있기 때문에, 상술한 회전자 씰링(16) 및 고정자 씰링(18) 사이에는 충분히 방수 상태가 유지되어야 한다. 여기서 상기 테일샤프트(14)가 베어링(13)에 의하여 지지되고 있다고 하더라도, 실제 선박에서 동작할 때 상기 고정자 씰링(18)과 회전자 씰링(16) 사이로 물이 침투할 가능성이 충분히 높다. 예를 들면 추진체의 동작에서 발생하는 외력에 의하여, 고정자 씰링(18)과 회전자 씰링(16)이 서로 접촉된 상태에서 완전한 동축을 유지하지 못하면, 그 사이를 통하여 물이 내부케이싱(11) 내부로 침투하게 되는 것이다.

그리고 회전하는 부품은 베어링 등과 같은 지지부품에 의하여 지지되고 있으며, 여기서 발생하는 열을 방열하고 마모를 최소화하기 위하여 작동유가 사용되는데, 위에서 설명한 바와 같이 물이 침투하게 되면 추진장치 자체의 신뢰도에 치명적인 영향을 받게 됨은 당연하다고 할 수 있다.

본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 추진체의 동작 중에 발생하는 외력에 대하여 회전자 씰링과 고정자 씰링을 정확하게 위치 유지할 수 있도록 함으로써, 내부에 물이 침투하는 것을 방지할 수 있도록 하는 것을 기본적인 목적으로 하고 있다.

이와 같은 본 발명의 목적은, 실질적으로는 선박용 추진장치의 신뢰도를 제고시킴은 물론이고, 보수 유지 관리에 더욱 유리하고 경제적으로 될 수 있다는 의미를 가지고 있다고도 할 수 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 엔진의 동력을 전달하기 위한 구동축과, 상기 구동축과 연결되어 회전하는 임펠러, 상기 임펠러와 연결되어 회전하는 테일샤프트를 구비하는 선박용 추진장치에 대하여, 상기 테일샤프트의 선단부에 결합되어 연동하는 회전자와; 상기 테일샤프트의 외측면에 끼워져서 연동하고, 상기 회전자와 상대 위치가 정해진 상태로 지지되는 슬리브; 상기 슬리브의 후단부에 설치되는 베어링을 개재한 상태로 테일샤프트의 외측 부분에 지지되는 고정자; 상기 회전자의 내측에 설치되는 회전자 씰링; 상기 고정자의 내측에 설치되는 고정자 씰링; 그리고 상기 고정자 씰링을 회전자 씰링 측으로 탄성 지지하는 탄성부재를 설치하고 있다. 따라서 회전자 씰링과 고정자 씰링의 서로 마주 보는 단부는 접촉 상태로 지지되고, 상기 슬리브에 의하여 동축 상의 배열을 유지할 수 있어서, 방수 작용을 충분히 수행할 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명에서는, 회전자 씰링과 슬리브는 일체로 성형되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 고정자 씰링과 회전자 씰링은 항상 정해진 상태 위치를 그대로 유지하게 되는데, 이는 실질적으로는 항상 동축상의 배열 상태를 그대로 유지할 수 있어서 양자의 접촉부분은 충분한 면접촉을 수행할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 선박용 추진체에서, 고정된 부분과 회전하는 부분 사이를 통하여 물이 침투하는 것을 충분히 방지할 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 선박용 추진체의 일반적인 구성을 보인 개략도.
도 2는 종래의 추진체 내부의 요부 확대도.
도 3은 본 발명에 의한 추진체 내부의 요부 확대도.

다음에는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. 도 3은 실질적으로 도 2에 대응하는 것으로, 본 발명에 의한 방수구조를 도시하고 있다. 그리고 전체적인 추진장치의 설명에 필요한 부분에 있어서는, 도 1을 참조하면서 설명하고자 한다.

도 1 및 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 테일 샤프트(14)는, 엔진에서의 동력이 전달되고 있는 구동축(8)과 블레이드(6)를 구비하는 임펠러(12)을 통하여 회전하도록 연결되어 있다. 즉 구동축(8)의 회전은 임펠러(12)을 회전시키고, 임펠러(12)은 테일샤프트(14)을 회전시키도록 연결되어 있는 것이다. 그리고 테일샤프트(14)는, 추진체 케이싱(4)에 고정되어 있는 내부케이싱(11)에 의하여 회전이 지지되도록 구성되고 있음도 상술한 바와 같다.

여기서 이러한 추진체(10)는, 물이 들어오는 입구(In)가 형성되는 선단부가 선내에 설치되고, 상기 임펠러(12)를 통하면서 유속이 빨라진 물이 배출되는 출구(Out)가 형성된 후단부가 선외에 설치된다. 그리고 구동축(8)과 테일샤프트(14)는 동축 상으로 배열된다. 상기 입구(In)와 출구(Out)를 연결하는 내부의 통로(2)가 형성된 추진체 케이싱(4)이, 상술한 바와 같이 일부는 선체의 내부에, 그리고 다른 일부는 외부에 설치되어 물의 흐름에 의한 추진력을 가지게 된다.

그리고 도 3에 도시한 바와 같이, 테일샤프트(14)와 세트스크류로 연결되어 같이 회전하는 링 형상의 회전자(32) 내측에는 링 형상의 회전자 씰링(Seal ring)(36)이 설치되어 있고, 그 사이에는 방수를 위한 오링이 개재되어 있다. 그리고 고정자(42)는, 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 내부케이싱(11)과 연결되어 고정된 상태로 지지되며, 내부케이싱(11)은 추진체 케이싱(4)에 연결되어 지지되고 있음은 상술한 바와 같다.

이러한 링 형상의 고정자(42)의 내측에는 링 형상의 고정자 씰링(44)이 설치되어 있고, 그 사이에는 방수를 위한 오링이 개재되어 있다. 여기서 회전자 씰링(36)과 고정자 씰링(44)의 마주보는 단부는 서로 접촉하게 되고, 이러한 접촉면은 경면(mirror face)을 형성하고 있음도 상술한 바와 같다. 그리고 고정자(42)와 고정자 씰링(18) 사이에 개재되어 있는 스프링(18a)은 고정자 씰링(18)을 회전자 씰링(16) 측으로 탄성력을 인가함으로써, 그 사이에서 물이 내부로 들어오지 않도록 하고 있다.

본 발명에 의하면, 테일샤프트(14)의 외측면에는 슬리브(34)가 설치되어 있다. 본 실시 예에서 상기 슬리브(34)는 회전자(32)와 일체로 성형되어 있음을 알 수 있다. 여기서 회전자(32)는 테일샤프트(14)와 연결, 고정되어 있음은 상술한 바와 같다. 그리고 상기 슬리브(34)의 좌측 단부에는 고정자(42)와의 사이에 베어링(52)이 개재되어 있다. 상기 베어링(52)은 테일샤프트의 후단부 측에 설치되어 있고, 상기 회전자(32)는 테일샤프트의 선단부 측에 대응하는 위치에 설치되어 잇다.

따라서 고정자(42)에 지지되고 있는 고정자 씰링(44)과, 회전자(32)에 지지되고 있는 회전자 씰링(36)은 기본적으로 슬리브(34)에 의하여 항상 동축 상을 유지할 수 있도록 지지되고 있음을 알 수 있다. 이러한 구성은 실질적으로 고정자 씰링(44)과 회전자 씰링(36)이 항상 동축 상으로 배열되어, 상대적을 동일한 접촉 상태를 유지하고 있다는 것을 의미한다. 따라서 서로 마주 보는 단부가 경면을 가지는 고정자 씰링(44)과 회전자 씰링(36)은, 슬리브(34)에 의하여 각도가 틀어지거나 동일 축 상에서 어긋나지 못하게 되는 것임을 알 수 있다.

이와 같이 회전자 씰링(36)과 고정자 씰링(44)이 동축 상태를 항상 유지한다는 것은 실질적으로는 그 사이를 통하여 물이 내부로 침투하지 못한다는 것과 동일한 의미를 가진다. 즉, 서로 접촉하는 경면이 서로 밀착된 상태에서 스프링(46)에 의한 탄성력을 받게 되면, 회전자 씰링(36)과 고정자 씰링(44)은 충분한 면접촉을 이루고 있는 상태가 되기 때문에, 회전 시에는 물론이고 멈춤 시에도 밀착된 상태에서 완벽한 방수가 이루어질 수 있게 된다.

본 발명에서의 고정자 씰링(42)은 베어링(52)을 개재한 상태로 슬리브(34)의 외부에 지지되고 있고, 회전자 씰링(36)은 슬리브(34)와 일체로 성형되는 회전자(32)의 내측에서 지지되고 있는데, 이러한 씰링(36,44)은 실질적으로 슬리브(34)에 대하여 정해진 위치를 유지할 수 있게 되는 것이라고도 설명될 수 있다. 그리고 테일샤프트(14)의 외측면에 끼워져서 테이샤프트(14)와 동축 상으로 회전하는 슬리브(34)는, 베어링(52)에 의하여 회전이 지지되기 때문에, 고정자(42)도 정해진 위치를 유지할 수 있는 것도 당연하다. 따라서 항상 정해진 위치를 유지할 수 있는 회전자(32) 및 고정자(42)에 의하여 지지되는 고정자 씰링(44) 및 회전자 씰링(36)은 상대적인 위치 변화가 생길 수 없기 때문에 항상 충분한 면접촉을 이루게 되어, 방수 기능을 충분히 발휘하는 것이 가능할 것으로 이해될 수 있다.

위에서 설명한 실시 예에 의하면, 슬리브(34)는 회전자(32)와 일체로 성형되고 있으나, 이러한 실시 예에 한정될 수 없음은 당연하다. 슬리브(34)와 회전자(32)을 별도로 성형하는 것도 가능할 것임은 물론이고, 이렇게 구성되면 슬리브(34)를 테일샤프트(14)에 견고하게 지지되도록 하여 연동시키는 것도 가능하고, 슬리브(34)를 회전자(32)와 연결하여 지지되도록 구성하는 것도 가능할 것이다. 즉, 슬리브(34)와 회전자(32)를 일체로 성형하지 않는 경우에는, 이들의 상대 위치가 변하지 않도록 지지되어야 하는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에서는 슬리브 및 베어링을 이용함으로써, 고정자 씰링과 회전자 씰링이 항상 동축을 유지하도록 하여, 상대적인 위치 변화가 발생하지 않도록 함으로써, 방수 기능을 충분히 확보하는 것을 기본적인 기술적 요지로 하고 있다. 이러한 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 여러 가지 변형이 가능할 것임은 당연하다.

4 ..... 추진체 케이싱
6 ..... 블레이드
8 ..... 구동축
11 ..... 내부케이싱
12 ..... 임펠러
14 ..... 테일샤프트
32 ..... 회전체
34 ..... 슬리브
36 ..... 회전자 씰링
42 ..... 고정자
44 ..... 고정자 씰링
52 ..... 베어링

Claims (2)

1. 엔진의 동력을 전달하기 위한 구동축(8)과, 상기 구동축과 연결되어 회전하는 임펠러(12), 상기 임펠러와 연결되어 회전하는 테일샤프트(14)를 구비하는 선박용 추진장치에 있어서;
   상기 테일샤프트(14)의 선단부에 결합되어 연동하는 회전자(32)와;
   상기 테일샤프트(14)의 외측면에 끼워져서 연동하고, 상기 회전자와 상대 위치가 정해진 상태로 지지되는 슬리브(34);
   상기 슬리브(34)의 후단부에 설치되는 베어링(52)을 개재한 상태로 테일샤프트의 외측 부분에 지지되는 고정자(42);
   상기 회전자의 내측에 설치되는 회전자 씰링(36);
   상기 고정자의 내측에 설치되는 고정자 씰링(44); 그리고
   상기 고정자 씰링을 회전자 씰링 측으로 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하고;
   상기 회전자 씰링(36)과 고정자 씰링(44)의 서로 마주 보는 단부는 접촉 상태로 지지되고, 상기 슬리브에 의하여 동축 상의 배열을 유지할 수 있는 것을 특징을 하는 선박용 추진장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 회전자 씰링과 슬리브는 일체로 성형되는 선박용 추진장치.
   
   
   
   
   

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